沈華東，陳鋒軍

（1.紹興市上虞園通市政工程有限公司，浙江紹興 312300；2.浙江世諾建設(shè)工程有限公司，浙江 紹興 312300）

1 引言

現(xiàn)代城市建設(shè)進(jìn)程不斷加快推動了土木工程的發(fā)展。為提高土地利用率，當(dāng)代建筑不斷挖掘地下空間，如地下停車場、地下商場等，同時土木建筑表現(xiàn)出高層化趨勢[1]。在此形勢下，無論是地下空間的挖掘還是建筑高層化，均涉及深基坑施工。為確保建筑穩(wěn)定性，需根據(jù)土木工程實際條件，選擇適宜的深基坑支護(hù)施工技術(shù)。

2 常見的深基坑支護(hù)施工技術(shù)

2.1 柱列式灌注樁排樁支護(hù)

土木工程中最為常見的支護(hù)是運用鋼筋混凝土或灌注混凝土等形式制成的樁體，將樁體按照柱列式進(jìn)行排列，借助灌注樁的制成作用起到支護(hù)效果。在土木工程中，柱列式灌注樁排樁支護(hù)多通過沉管灌注方式進(jìn)行施工，沉管灌注排樁支護(hù)施工流程如圖1 所示。但在該技術(shù)實際應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)深基坑現(xiàn)狀及土木工程建設(shè)要求，科學(xué)設(shè)置灌注樁間距，此時可引用土拱效應(yīng)法，按照式（1）進(jìn)行計算。

圖1 沉管灌注排樁支護(hù)施工流程

式中，Lmax為灌注樁間距；c 為土層黏聚力；B 為灌注樁寬度；φ為灌注樁支護(hù)內(nèi)摩擦角；q 為巖土推力。

通常情況下，為保障土木工程建設(shè)安全性，按照式（1）得出灌注樁間距后，多將其與安全系數(shù)（0.85）相乘，將相乘結(jié)果作為最終灌注樁間距，以此可提升支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及深基坑安全性。

2.2 雙排樁支護(hù)

雙排樁支護(hù)是指設(shè)置兩排混凝土樁體的形式，以連系梁為連接形成斷面空間結(jié)構(gòu)，該支護(hù)施工技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境深基坑工程中較為常用，可良好預(yù)防深基坑變形情況。雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)深基坑情況而靈活布樁，具體如圖2 所示，具有格構(gòu)形、丁字形、梅花形、之字形、單三角形、雙三角形等結(jié)構(gòu)形式[2]。雙排樁支護(hù)通過各個構(gòu)件構(gòu)建了一個超靜定結(jié)構(gòu)，受力穩(wěn)定，形成較強(qiáng)穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)，此外，雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)無須設(shè)置內(nèi)撐，故施工便捷，造價相對較低，且有助于控制工期，該支護(hù)形式在土木工程深基坑施工作業(yè)中具有良好的應(yīng)用價值。

圖2 雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)形式

2.3 地下連續(xù)墻支護(hù)

地下連續(xù)墻支護(hù)需在專業(yè)設(shè)備支撐下實現(xiàn)，且需應(yīng)用大量鋼筋混凝土及鋼筋籠材料，應(yīng)用專業(yè)設(shè)備開挖溝槽，按照特定規(guī)格制作鋼筋籠，將其置于溝槽內(nèi)，后澆筑混凝土，以此形成連續(xù)且完整的混凝土墻，憑借該連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的支撐力提升深基坑強(qiáng)度，保障整體建設(shè)質(zhì)量。地下連續(xù)墻支護(hù)有效改善了原土體的抗彎能力、抗剪能力以及防水能力，使土木工程可按照其建設(shè)要求完成施工，其可優(yōu)化周邊環(huán)境，降低事故發(fā)生率，效果顯著。該支護(hù)施工技術(shù)在建筑密集區(qū)域施工作業(yè)中較為常用，可降低深基坑施工對于周邊土體及建筑的影響，但該技術(shù)資源消耗量較大，財力、物力及人力成本較高，故其應(yīng)用頻率相對較低，但在建筑密集區(qū)域可發(fā)揮出良好作用。

3 深基坑支護(hù)施工技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用

3.1 工程概況

該工程為綜合性建筑體，擁有住宅建筑、商用建筑、辦公建筑，總建筑面積約為50.80 萬m2，地上、地下分別為39 萬m2、11.8 萬m2。通常情況下，基坑挖深超過5 m 或設(shè)置3 層地下結(jié)構(gòu)時被稱之為深基坑。在該工程項目中，住宅區(qū)域與商業(yè)區(qū)域存在兩個相對獨立的基坑結(jié)構(gòu)，均屬于深基坑，兩個區(qū)域之間運用寬度為18 m 的土體進(jìn)行隔離。其中，商業(yè)區(qū)域基坑深度范圍為9～18 m，基坑面積4.2 萬m2，基坑周長1 020 m；住宅區(qū)域的基坑深度處于8～17.4 m 范圍內(nèi)，而基坑面積與基坑周長分別為3.2 萬m2、920 m。

該工程以承臺底為依據(jù)進(jìn)行深基坑挖深，分析深基坑現(xiàn)狀，最終制訂了組合支護(hù)方案，旨在借助多種支護(hù)方式形成組合式支護(hù)，在土釘墻支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨桿、灌注樁支護(hù)3 種施工技術(shù)協(xié)同應(yīng)用下，保障深基坑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性。土木工程深基坑支護(hù)方案如表1 所示。

表1 土木工程深基坑支護(hù)方案

3.2 深基坑支護(hù)施工技術(shù)

3.2.1 旋挖灌注樁

結(jié)合該工程現(xiàn)有條件及深基坑情況，將旋挖灌注樁樁徑參數(shù)定在0.8～1.0 m 范圍內(nèi)，樁長參數(shù)范圍為20～25 m，其中樁筋需錨入冠梁一定深度。工程采用C30 強(qiáng)度的混凝土，待土方開挖至指定條件時，運用旋挖鉆法方式進(jìn)行灌注樁施工。深基坑旋挖灌注樁施工技術(shù)要點如下：（1）定位樁孔。按照施工設(shè)計定位樁孔并埋設(shè)護(hù)樁，在此期間不可破壞樁點，避免造成較大樁孔誤差，因此，需做好深基坑施工現(xiàn)場觀測，實現(xiàn)樁孔精準(zhǔn)定位。（2）埋設(shè)護(hù)筒。以施工設(shè)計為依據(jù)明確護(hù)筒型號及尺寸參數(shù)，在土木工程中，護(hù)筒為厚度6 mm 的鋼板筒，且鋼板筒上方設(shè)有溢漿孔。護(hù)筒放置期間應(yīng)使其中心與樁體中心重合，將誤差控制在20 mm 以內(nèi)，為避免出現(xiàn)護(hù)筒放置誤差，可運用黏土夯實填筑在護(hù)筒周圍，起到一定固定效果，以此確保支護(hù)樁在后續(xù)澆筑施工中不會傾斜，并可防止泥漿流失過多。（3）鉆孔作業(yè)。工程鉆機(jī)設(shè)備型號為CPS-10，將鉆機(jī)安設(shè)至指定位置，吊起鉆頭將其緩慢放入護(hù)筒內(nèi)。在實際施工期間，應(yīng)先放入適量泥漿，后鉆機(jī)入土，且鉆進(jìn)期間不可中斷。若在鉆進(jìn)期間發(fā)現(xiàn)淤泥層，此時應(yīng)增大泥漿濃度或減緩鉆進(jìn)速度，用于防止縮孔現(xiàn)象的出現(xiàn)。（4）混凝土澆筑。為保障樁體強(qiáng)度，可摻入適量減水劑，澆筑期間埋設(shè)導(dǎo)管，用于控制澆筑速度。在澆筑施工過程中，需注意調(diào)節(jié)導(dǎo)管深埋，防止混凝土流速失控而降低澆筑效果。

3.2.2 預(yù)應(yīng)力錨桿

土木工程為增強(qiáng)深基坑支護(hù)效果，不僅設(shè)置了灌注樁結(jié)構(gòu)，還增設(shè)了預(yù)應(yīng)力錨桿。將預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)置在穩(wěn)定地層內(nèi)部，通過增加預(yù)應(yīng)力防止深基坑圍護(hù)位移，在該工程項目中，錨桿材料為φ16 mm 規(guī)格的精軋螺紋鋼，錨桿施工孔徑為18 cm，按照圖3 所示流程進(jìn)行施工。預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)可有效控制地層結(jié)構(gòu)，并防止結(jié)構(gòu)物變形，待施加預(yù)應(yīng)力后可提高地層穩(wěn)定性，效果較好。

圖3 土木工程預(yù)應(yīng)力錨桿施工流程

3.2.3 土釘墻施工

應(yīng)用C20 強(qiáng)度混凝土進(jìn)行土釘墻支護(hù)施工，工程鋼筋網(wǎng)片為雙向筋形式，在實際鋪設(shè)過程中，要求鋼筋網(wǎng)片搭接長度至少30 cm，以此保障整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，同時在特定位置安設(shè)土釘。土釘墻注漿材料為P·C32.5 規(guī)格的復(fù)合硅酸鹽水泥，按照0.5∶1 的比例控制水灰比，同時在注漿期間注意調(diào)節(jié)注漿錨固體強(qiáng)度。在施工期間，應(yīng)進(jìn)行兩次土釘注漿作業(yè)，第一次注漿為常壓注漿，第二次注漿為高壓注漿，于50%土釘長度內(nèi)注漿，將注漿壓力控制在3.5 MPa 范圍內(nèi)，值得注意的是，兩次注漿應(yīng)間隔20 h 左右。

3.2.4 PHC 管樁支護(hù)

某工程的商業(yè)區(qū)域與住宅區(qū)域深基坑中間部位設(shè)置了PHC 管樁支護(hù)， 為保障支護(hù)效果， 管樁型號規(guī)格為500-125-AB。施工期間應(yīng)按照設(shè)計要求，采用焊接的方式連接固定縱橫鋼筋的交接位置，以樁頂設(shè)計標(biāo)高為依據(jù)確定錨固長度，要求縱筋長度多出一定部分，將其錨入樁頂冠梁內(nèi)。應(yīng)用C40 強(qiáng)度的微膨脹混凝土作為PHC 管樁灌芯材料，此外為削弱擠土效應(yīng)，保障成樁質(zhì)量，采取“隔根跳打”的方式進(jìn)行施工，結(jié)合深基坑實際情況控制PHC 管樁數(shù)量，并將接樁位置設(shè)置在樁身底部，采用滿焊的方式將其與樁端鋼板連接。

3.3 施工監(jiān)測

為全面控制深基坑支護(hù)施工質(zhì)量，在工程施工過程中，從水平位移、頂部沉降、土體深層位移3 個方面對基坑圍護(hù)進(jìn)行監(jiān)測。

1）水平位移。該工程在商業(yè)區(qū)域的基坑圍護(hù)頂部設(shè)置了19 個水平位移監(jiān)測點，結(jié)果顯示，在開挖初期出現(xiàn)了較大的水平位移，但位移變化速率逐漸平緩，其中深基坑北側(cè)水平位移最大，為27 mm，區(qū)域部分的水平位移變化較小，均符合工程設(shè)計要求。

2）頂部沉降。將圍護(hù)頂部四側(cè)位移變化最大點位設(shè)置為沉降監(jiān)測點，發(fā)現(xiàn)深基坑北側(cè)出現(xiàn)19.7 mm 的最大沉降變化，其余3 側(cè)沉降變化均小于16 mm，均符合設(shè)計要求。隨著支護(hù)結(jié)果的設(shè)置，沉降現(xiàn)象逐漸消失，圍護(hù)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。

3）土體深層位移。對深基坑圍護(hù)后的土體深層位移變化進(jìn)行監(jiān)測，經(jīng)觀測后發(fā)現(xiàn)土體深層位移變化相對較小，均小于13.5 mm，通過土體深層位移施工監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)深基坑上部分的土體深層位移出現(xiàn)較大變化，但隨著施工進(jìn)程的推進(jìn)，土體趨于穩(wěn)定，并未對深基坑支護(hù)施工產(chǎn)生干擾影響[3]。經(jīng)全方位施工監(jiān)測作業(yè)后，發(fā)現(xiàn)本次深基坑支護(hù)施工效果較好，水平位移、頂部沉降、土體深層位移變化數(shù)值均處于要求范圍內(nèi)。

4 結(jié)語

綜上所述，深基坑結(jié)構(gòu)在土木工程建設(shè)施工中愈發(fā)常見，為提升土木工程建設(shè)質(zhì)量，消除不穩(wěn)定因素，需立足于土木工程實際情況，做好現(xiàn)場勘查，經(jīng)綜合分析后確定深基坑支護(hù)形式。在土木工程中，其建設(shè)情況相對復(fù)雜，可選擇組合支護(hù)形式，將土釘墻支護(hù)、灌注樁支護(hù)、錨桿支護(hù)3 種技術(shù)進(jìn)行組合，以此最大限度地保障深基坑支護(hù)效果。